揭開硬化土模型(Hardening Soil Model)的神秘面紗

硬化土模型(Hardening Soil) 因其實用性以及計算準確性受到巖土工程數(shù)值模擬的廣泛關(guān)注。然其理論并未完全公開。經(jīng)筆者多年研究,提出并在ABAQUS的UMAT中編譯了一種新的本構(gòu)模型,與硬化土模型有相同的理論基礎(chǔ),相同的模型參數(shù),結(jié)果亦與硬化土模型差距極小。以下圖中模型為例:

揭開硬化土模型(Hardening Soil Model)的神秘面紗的圖1

模型計算分為五步:1、施加基礎(chǔ)自重;2、施加代表上部結(jié)構(gòu)自重的豎向荷載(6MN)。3、施加水平向荷載(1200kN,力臂100m)。4、卸載水平荷載。5、水平荷載再加載。

土體參數(shù)取密砂的常見參數(shù)。若將新本構(gòu)模型中的硬化機制取消,則模型退化為理想彈塑性模型,與ABAQUS與PLAXIS軟件中自帶的Mohr Coulomb模型對比如下:

揭開硬化土模型(Hardening Soil Model)的神秘面紗的圖2
揭開硬化土模型(Hardening Soil Model)的神秘面紗的圖3

若激活模型中的硬化機制,則與PLAXIS中硬化土模型的對比如下:

揭開硬化土模型(Hardening Soil Model)的神秘面紗的圖4
揭開硬化土模型(Hardening Soil Model)的神秘面紗的圖5

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